Для подготовительных выработок

Количество воздуха, необходимое для проветривания подготовительных выработок, должно рассчитываться по выделению метана или углекислого газа, по газам, образующимся при взрывных работах, числу людей и должно проверяться по допустимой скорости движения воздуха. Окончательно принимается наибольший результат.

Для выработок протяженностью до 300 м расчет выполняется сразу для максимальной длины выработки. Для выработок большей протяженности допускается расчет на отдельные периоды для промежуточных значений длины 300, 600, 900 м и т, д., включая максимальную длину.

4.1 Расчет по выделению метана (углекислого газа) производится следующим образом.

4.1.1 При проведении выработок при помощи комбайнов, отбойных молотков или выбуривания пласта, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №1 - открытая онлайн библиотека , (4.1)

где: Для подготовительных выработок - №2 - открытая онлайн библиотека – количество воздуха, которое необходимо подавать в призабойное пространство подготовительной выработки, м3/мин;

Для подготовительных выработок - №3 - открытая онлайн библиотека – ожидаемое выделение метана на призабойном участке выработки, м3/мин; определяется согласно п. 10.15;

Для подготовительных выработок - №4 - открытая онлайн библиотека – допустимая концентрация метана в исходящей из подготовительной выработки вентиляционной струе, %; принимается согласно ПБ;

Для подготовительных выработок - №5 - открытая онлайн библиотека – концентрация метана в струе воздуха, поступающей в подготовительную выработку, %; определяется по результатам замеров.

4.1.2 При взрывном способе выемки угля (для шахт, опасных по газу), м3/мин:

Для подготовительных выработок - №6 - открытая онлайн библиотека , (4.2)

где Для подготовительных выработок - №7 - открытая онлайн библиотека – площадь поперечного сечения выработки в свету на призабойном участке, м2;

Для подготовительных выработок - №8 - открытая онлайн библиотека – расстояние от конца вентиляционного трубопровода до забоя выработки; принимается равным 8 м;

Для подготовительных выработок - №9 - открытая онлайн библиотека – коэффициент турбулентной диффузии; принимается равным 1,0 для выработок с площадью поперечного сечения до 10 м2 и 0,8 для выработок с площадью поперечного сечения более 10 м2;

Для подготовительных выработок - №10 - открытая онлайн библиотека – максимальное метановыделение в призабойном пространстве после взрывания по углю, м3/мин; определяется согласно п. 10.16;

Для подготовительных выработок - №11 - открытая онлайн библиотека – допустимая максимальная концентрация метана в призабойном пространстве после взрывания по углю, %; принимается равной 2% для пластов, опасных по пыли, и 3% для пластов, не опасных по пыли.

Для формулы (4.2) построена номограмма (рисунок 4.1). При использовании номограммы предварительно следует рассчитать значение Для подготовительных выработок - №12 - открытая онлайн библиотека , м3.

Для подготовительных выработок - №13 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 4.1 – Номограмма для определения количества воздуха для призабойного пространства подготовительной выработки по максимальному метановыделению при взрывном способе выемки угля

4.1.3 Количество воздуха для проветривания всей подготовительной выработки при любых способах проведения определяется по формуле, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №14 - открытая онлайн библиотека , (4.3)

где Для подготовительных выработок - №15 - открытая онлайн библиотека – среднее ожидаемое газовыделение в подготовительной выработке, м3/мин; определяется согласно п.п. 10.17 и 10.18;

Для подготовительных выработок - №16 - открытая онлайн библиотека – коэффициент неравномерности газовыделения в подготовительной выработке; принимается равным 1,1, а в условиях Подмосковного бассейна – 2,4 для выработок, проводимых в угольном массиве, и 3,3 для выработок, проводимых вприсечку к выработанному пространству;

Для подготовительных выработок - №4 - открытая онлайн библиотека – допустимая концентрация газа в исходящей из подготовительной выработки вентиляционной струе, %; принимается согласно ПБ;

Для подготовительных выработок - №18 - открытая онлайн библиотека – концентрация газа в струе воздуха, поступающей в подготовительную выработку, %; определяется по результатам замеров. Для шахт Подмосковного бассейна при обособленном проветривании подготовительных выработок вместо Для подготовительных выработок - №18 - открытая онлайн библиотека следует принимать концентрацию углекислого газа в атмосферном воздухе на поверхности шахты.

4.2 Расчет по газам, образующимся при взрывных работах, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №20 - открытая онлайн библиотека , (4.4)

где Для подготовительных выработок - №21 - открытая онлайн библиотека – время проветривания выработки после взрывания, мин; принимается согласно ПБ;

Для подготовительных выработок - №22 - открытая онлайн библиотека – количество одновременно взрываемых ВВ, кг;

Для подготовительных выработок - №23 - открытая онлайн библиотека – газовость ВВ, л/кг; принимается равной 100 л/кг при взрывании по углю и 40 л/кг при взрывании по породе;

Для подготовительных выработок - №24 - открытая онлайн библиотека – средняя площадь поперечного сечения тупиковой, части подготовительной выработки в свету, м2; для выработок переменного сечения определяется по формуле, м2:

Для подготовительных выработок - №25 - открытая онлайн библиотека , (4.5)

где Для подготовительных выработок - №26 - открытая онлайн библиотека – площади поперечных сечении отдельных участков выработки, м2;

Для подготовительных выработок - №27 - открытая онлайн библиотека – длины этих участков, м;

Для подготовительных выработок - №28 - открытая онлайн библиотека – длина тупиковой части выработки, м; для выработок большой протяженности вместо Для подготовительных выработок - №28 - открытая онлайн библиотека подставляется критическая длина Для подготовительных выработок - №30 - открытая онлайн библиотека , определяемая согласно п. 4.2.1;

Для подготовительных выработок - №31 - открытая онлайн библиотека – коэффициент, учитывающий обводнённость выработки; принимается по таблице 4.1;

Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека – коэффициент утечек воздуха в вентиляционных трубах; определяется согласно п. 4.5.

Таблица 4.1 – Определение коэффициента, учитывающего обводненность выработок

Характеристика выработок Для подготовительных выработок - №31 - открытая онлайн библиотека
Стволы сухие (приток до 1 м3/ч) и обводненные глубиной более 200 м. Горизонтальные и наклонные выработки проводятся по сухим породам 0,8
Стволы обводненные (притоком до 6 м3/ч) глубиной более 200 м. Горизонтальные и наклонные выработки частично проводятся по водоносным породам (влажные выработки) 0,6
Стволы обводненные (приток от 6 до 15 м3/ч), капеж в виде дождя. Горизонтальные и наклонные выработки на всю длину проводятся по водоносным породам или с применением водяных завес (обводненные выработки) 0,3
Стволы обводненные (притоком более 15 м3/ч); капеж в виде ливня 0,15


При ведении взрывных работ в несколько приемов расчет должен производиться для взрывания, при котором образуется наибольшее количество ядовитых газов.

Для формулы (4.4) построена номограмма (рисунок 4.2). При использовании номограммы предварительно следует рассчитать количество ядовитых газов Для подготовительных выработок - №34 - открытая онлайн библиотека , л, и объем тупиковой части выработки Для подготовительных выработок - №35 - открытая онлайн библиотека , м3.

4.2.1. Критическая длина выработки определяется по формуле, м:

Для подготовительных выработок - №36 - открытая онлайн библиотека , (4.6)

где Для подготовительных выработок - №37 - открытая онлайн библиотека – коэффициент турбулентной диффузии полной свободной струи; определяется по таблице 4.2 в зависимости от величины Для подготовительных выработок - №38 - открытая онлайн библиотека ;

Для подготовительных выработок - №39 - открытая онлайн библиотека – расстояние от конца вентиляционных труб до забоя выработки, м; принимается согласно ПБ;

Для подготовительных выработок - №40 - открытая онлайн библиотека – приведенный диаметр вентиляционных труб, м; при расположении вентиляционных труб в углу выработки равен Для подготовительных выработок - №41 - открытая онлайн библиотека , а при расположении у стенки, посредине высоты или ширины выработки равен Для подготовительных выработок - №42 - открытая онлайн библиотека ;

Для подготовительных выработок - №43 - открытая онлайн библиотека – действительный диаметр вентиляционных труб, м.

Для подготовительных выработок - №44 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 4.2 – Номограмма для определения количества воздуха для призабойного пространства подготовительной выработки по ядовитым газам, образующимся при взрывных работах

Таблица 4.2 – Определение коэффициента турбулентной диффузии полной свободной струи

Для подготовительных выработок - №38 - открытая онлайн библиотека Для подготовительных выработок - №37 - открытая онлайн библиотека Для подготовительных выработок - №38 - открытая онлайн библиотека Для подготовительных выработок - №37 - открытая онлайн библиотека
3,22 0,247 7,72 0,460
3,57 0,262 9,60 0,529
3,93 0,276 12,10 0,600
4,28 0,287 15,80 0,672
4,80 0,300 21,85 0,744
5,40 0,335 30,80 0,810
6,35 0,395 48,10 0,873

4.3 Расчет по числу людей, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №49 - открытая онлайн библиотека , (4.7)

где: Для подготовительных выработок - №50 - открытая онлайн библиотека – наибольшее число людей, одновременно работающих в подготовительной выработке.

4.4 Проверка по скорости движения воздуха производится по следующим факторам.

4.4.1 По скорости движения воздуха в призабойном пространстве подготовительной выработки, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №51 - открытая онлайн библиотека , (4.8)

где: Для подготовительных выработок - №52 - открытая онлайн библиотека – минимально допустимая скорость движения воздуха в призабойном пространстве подготовительной выработки, м/с; принимается согласно ПБ в зависимости от температуры воздуха.

4.4.2 По средней скорости движения воздуха в выработке, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №53 - открытая онлайн библиотека , (4.9)

где Для подготовительных выработок - №54 - открытая онлайн библиотека – минимально допустимая скорость движения воздуха в подготовительной выработке, м/с; принимается согласно ПБ.

4.5 Значения коэффициента утечек воздуха для гибких вентиляционных труб диаметром 400 – 600 мм при длине звеньев 20 м принимаются по таблице 4.3, а при увеличении числа стыков за счет применения 5- и 10-метровых звеньев и фасонных частей – по таблице 4.4.

Таблица 4.3 – Определение коэффициента утечек воздуха для гибких вентиляционных труб диаметром 400 – 600 мм, при длине звеньев 20 м

Длина трубопровода, м Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека Длина трубопровода, м Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека
1,04 1,35
1,07 1,39
1,11 1,43
1,14 1,54
1,16 1,76
1,19 2,09
1,25 2,63
1,30    

Таблица 4.4 – Определение коэффициента утечек воздуха для гибких вентиляционных труб диаметром 400 – 600 мм, при длине звеньев 5- и 10-метровых звеньев и фасонных частей

Общее число стыков в трубопроводе Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека Общее число стыков в трубопроводе Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека
до 4 1,04 18 – 20 1,23
1,05 21 – 25 1,30
6 – 8 1,07 26 – 35 1,33
9 – 11 1,11 36 – 45 1,43
12 – 14 1,15 46 – 55 1,54
15 – 17 1,19    

Значение коэффициента утечек воздуха для гибких вентиляционных труб диаметром 700 – 1000 мм при длине звена 10 м принимаются по таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Определение коэффициента утечек воздуха для гибких вентиляционных труб диаметром 700 – 1000 мм, при длине звена 10 м

Длина трубопровода, м Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека Длина трубопровода, м Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека
1,07 2,27
1,13 2,63
1,22 3,23
1,32 4,00
1,41 4,75
1,54 6,25
1,72 7,15
1,96    

Коэффициент утечек воздуха для металлических трубопроводов определяется но формуле:

Для подготовительных выработок - №61 - открытая онлайн библиотека , (4.10)

где Для подготовительных выработок - №62 - открытая онлайн библиотека – удельный стыковой коэффициент воздухопроницаемости условного трубопровода диаметром 1 м; для фланцевых соединений с резиновыми прокладками принимается равным 0,002 – 0,005 при удовлетворительном качестве сборки и 0,001 при хорошем;

Для подготовительных выработок - №63 - открытая онлайн библиотека – длина трубопровода, м;

Для подготовительных выработок - №64 - открытая онлайн библиотека – длина звена, м;

Для подготовительных выработок - №65 - открытая онлайн библиотека – аэродинамическое сопротивление трубопровода без учета утечек, км:

Для подготовительных выработок - №66 - открытая онлайн библиотека , (4.11)

где Для подготовительных выработок - №67 - открытая онлайн библиотека – коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода; принимается по таблице 4.6.

Таблица 4.6 – Определение коэффициента аэродинамического сопротивления трубопровода

Для подготовительных выработок - №68 - открытая онлайн библиотека , м Для подготовительных выработок - №69 - открытая онлайн библиотека Для подготовительных выработок - №68 - открытая онлайн библиотека , м Для подготовительных выработок - №69 - открытая онлайн библиотека
0,4 3,6 0,8 2,9
0,5 3,5 0,9 2,8
0,6 3,0 1,0 2,5
0,7 3,0    

Примечание.Для старых труб коэффициент Для подготовительных выработок - №67 - открытая онлайн библиотека следует увеличивать на 25%.

4.6 Расчет производительности ВМП, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №73 - открытая онлайн библиотека , (4.12)

при этом должно выполняться условие, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №74 - открытая онлайн библиотека , (4.13)

где Для подготовительных выработок - №75 - открытая онлайн библиотека – производительность ВМП, м3/мин;

Для подготовительных выработок - №32 - открытая онлайн библиотека – коэффициент утечек воздуха в вентиляционных трубах на участке от ВМП до устья подготовительной выработки; при установке ВМП не далее 50 м от устья принимается равным 1, а при больших расстояниях определяется по таблице 4.3; 4.4; 4.5 или формуле (4.10).

4.7 Количество воздуха, поступающее к всасу ВМП, должно удовлетворять следующим условиям:

для любого отдельно установленного ВМП, м3/мин:

Для подготовительных выработок - №77 - открытая онлайн библиотека , (4.14)

для любой группы ВМП, работающих на разные трубопроводы и установленных в одном месте:

Для подготовительных выработок - №78 - открытая онлайн библиотека , м3/мин (4.15)